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「好き・嫌い・記憶」を制御するゼブラフィッシュ嗅覚神経系のシステム分子行動学

Publicly Offered Research

Project AreaSystems molecular ethology to understand the operating principle of the nervous system
Project/Area Number 21115520
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

吉原 良浩  独立行政法人理化学研究所, シナプス分子機構研究チーム, シニア・チームリーダー (20220717)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2010: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2009: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Keywords嗅覚系 / 神経回路 / ゼブラフィッシュ / 誘引行動 / 忌避行動 / 遺伝学的単一細胞可視化技術 / 僧帽細胞 / Tbx21 / ジーントラップ法 / 遺伝学的神経伝達遮断法 / 嗅球
Research Abstract

嗅覚系は物体から発せされる匂い分子を受容し、その情報を鼻から脳へと伝え、匂いのイメージを脳内に創造・記憶する神経システムである。また嗅覚系は「快・不快」あるいは「好き・嫌い」と表現される情動、さらには「記憶」と密接に関連した感覚システムでもある。本研究課題では、神経行動学・遺伝学・発生工学・神経解剖学・神経活動イメージングなど多様な実験手法を駆使できるモデル脊椎動物としてのゼブラフィッシュの利点を最大限に活用し、匂い入力から行動出力へと至る「好き・嫌い」さらには「記憶」の神経回路メカニズムの解明を目的とし、以下の4つの項目について解析を行った。(1)嗅覚系のニューロンタイプ特異的GAL4発現トランスジェニックゼブラフィッシュ系統の樹立。(2)蛍光可視化トレーサー・経シナプス性トレーサーを用いた嗅覚神経回路の解剖学的解析。(3)「好き・嫌い・記憶」の嗅覚情報を受容・伝達・処理するニューロンの神経活動イメージング解析。(4)「好き・嫌い・記憶」の匂い入力から「誘引・逃避」などの行動出力へと至る嗅覚システムの行動学的解析。平成22年度においては特に(2)についての研究を発展させた。以前私たちは、ゼブラフィッシュLhx2a遺伝子プロモーターとGal4/UASシステムを組み合わせることにより、嗅球から高次嗅覚中枢へと至る二次嗅覚神経回路の遺伝学的単一細胞可視化を報告した(Miyasaka et al., 2009)。今年度はさらに、ゼブラフィッシュTbx21遺伝子プロモーターを用いることにより、Lhx2aとは異なるサブセットの二次嗅覚ニューロンを可視化することに成功した。現在、イメージ・レジストレーション・システムによって、二次嗅覚神経回路の包括的軸索投射マップを作成している。またマウスTbx21遺伝子プロモーターの解析も行い、二次嗅覚ニューロンにVenus及びsynaptopHluorinを発現するトランスジェニックマウスを作製した。これらマウスを用いて嗅覚神経回路の詳細な解剖学的解析及び嗅皮質における僧帽・房飾細胞軸索末端の神経活動イメージングを行った(Mitsui et al., Neural Systems & Circuits, 2011)。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (16 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] The male mouse pheromone ESP1 enhances female sexual receptive behaviour through a specific vomeronasal receptor2010

    • Author(s)
      Haga S., et al.
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 466 Pages: 118-122

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    • Author(s)
      Takeuchi H., et al.
    • Journal Title

      Cell

      Volume: 141 Pages: 1056-1067

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  • [Journal Article] Genetic tracing of the neural pathway for bitter taste in t2r5-WGA transgenic mice2010

    • Author(s)
      Ohmoto M., et al.
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 400 Pages: 734-738

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    • Author(s)
      宮坂信彦, et al.
    • Journal Title

      The Journal of Neuroscience 29

      Pages: 4756-4767

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    • Author(s)
      小出哲也, et al.
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106

      Pages: 9884-9889

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    • Author(s)
      吉原良浩, et al.
    • Journal Title

      Current Opinion in Neurobiology 19

      Pages: 146-153

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    • Author(s)
      Matsumoto I., et al.
    • Journal Title

      Annals of the New York Academy of Sciences 1170

      Pages: 46-50

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      宮坂信彦, 他
    • Journal Title

      Aroma Research 10

      Pages: 254-255

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      吉原良浩
    • Journal Title

      文部科学時報 1604

      Pages: 24-25

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  • [Journal Article] 好きな匂いを伝える嗅覚神経回路を同定 -ゼブラフィッシュはアミノ酸がお好き!-2009

    • Author(s)
      小出哲也, 他
    • Journal Title

      Aroma Research 10

      Pages: 348-349

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  • [Journal Article] Genetic visualization of the secondary olfactory pathway in Tbxx21 transgenic mice

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      Mitsui S., et al.
    • Journal Title

      Neural Systems and Circuits

      Volume: (in press)

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      Yoshihara Y.
    • Organizer
      Systems Molecular Ethology and Beyond
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2010-11-10
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      Yoshihara Y.
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      10th China-India-Japan-Korea Joint Workshop on Neurobiology and Neuroinformatics (NBNI 2010)
    • Place of Presentation
      Kunming, China
    • Year and Date
      2010-10-11
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      Yoshihara Y.
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      Janelia Farm Conferences : Form and Function of the Olfactory System
    • Place of Presentation
      Ashburn, USA
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      Miyasaka N., et al.
    • Organizer
      Janelia Farm Conferences : Form and Function of the Olfactory System
    • Place of Presentation
      Ashburn, USA
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      増田美和, 他
    • Organizer
      第33回日本神経科学大会・第53回日本神経化学会大会・第20回日本神経回路学会大会合同大会(Neuro2010)
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      神戸
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  • [Presentation] 警報フェロモンに応答するゼブラフィッシュ嗅細胞の同定2010

    • Author(s)
      脇阪紀子, 他
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      第33回日本神経科学大会・第53回日本神経化学会大会・第20回日本神経回路学会大会合同大会(Neuro2010)
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      神戸
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 遺伝子工学的単一ニューロン標識によるゼブラフィッシュ二次嗅覚経路の解析2010

    • Author(s)
      宮坂信彦, 他
    • Organizer
      第33回日本神経科学大会・第53回日本神経化学会大会・第20回日本神経回路学会大会合同大会(Neuro2010)
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      神戸
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  • [Presentation] The mouse peptide pheromone ESP1 enhances female sexual receptive behavior via a specific vomeronasal receptor2009

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      はが紗智子, 他
    • Organizer
      第32回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県、横浜市
    • Year and Date
      2009-12-11
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Systems molecular neuroethology of zebrafish olfaction2009

    • Author(s)
      吉原良浩
    • Organizer
      第32回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県、横浜市
    • Year and Date
      2009-12-09
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  • [Presentation] Identification of mitral/tufted cell-specific transcriptional enhancer upstream of mouse Tbx21 gene2009

    • Author(s)
      Mitsui S., et al.
    • Organizer
      The 7th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception(YR Umami Forum 2009)
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2009-11-04
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  • [Presentation] 嗅球から高次中枢へ:ゼブラフィッシュ二次嗅覚経路の遺伝子工学的可視化2009

    • Author(s)
      宮坂信彦, 他
    • Organizer
      第32回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      愛知県、名古屋市
    • Year and Date
      2009-09-18
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  • [Presentation] アミノ酸への誘引行動を司るゼブラフィッシュ嗅覚神経回路の遺伝学的解析2009

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      小出哲也, 他
    • Organizer
      第32回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      愛知県、名古屋市
    • Year and Date
      2009-09-18
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  • [Presentation] アミノ酸への誘引行動を介在するゼブラフィッシュ嗅覚神経回路の遺伝学的解析2009

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      小出哲也, 他
    • Organizer
      第15回小型魚類研究会
    • Place of Presentation
      愛知県、名古屋市
    • Year and Date
      2009-09-13
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  • [Presentation] ゼブラフィッシュ嗅覚行動の神経回路遺伝学2009

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      吉原良浩, 他
    • Organizer
      日本味と匂学会第43回大会
    • Place of Presentation
      北海道、旭川市
    • Year and Date
      2009-09-04
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  • [Presentation] ゼブラフィッシュ嗅覚忌避行動の自動的定量解析法の確立2009

    • Author(s)
      増田美和, 他
    • Organizer
      日本味と匂学会第43回大会
    • Place of Presentation
      北海道、旭川市
    • Year and Date
      2009-09-03
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  • [Presentation] 嗅球の発達における嗅神経投射の役割:片側嗅神経欠損ゼブラフィッシュ変異体を用いた解析2009

    • Author(s)
      宮坂信彦, 他
    • Organizer
      日本味と匂学会第43回大会
    • Place of Presentation
      北海道、旭川市
    • Year and Date
      2009-09-03
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  • [Book] Results and Problems in Cell Differentiation2009

    • Author(s)
      Yoshihara Y.
    • Total Pages
      255
    • Publisher
      Molecular genetic dissection of the zebrafish olfactory system
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2018-03-28  

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